Как да изчислите краткото съединение на автоматичния предпазен ключ

Когато в електрическата система се появява дефект от тип кратко замыкание, огромен краткосрочен ток протича през системата, включително и през контакти на автомат (CB), докато дефектът не бъде премахнат чрез спускане на CB. Когато краткосрочният ток протича през CB, различните части на автомата, които провеждат ток, са подложени на огромни механични и термални напрежения.

Ако проводещите части на CB нямат достатъчен поперечен профил, може да има риск от опасно високо температурно повишение. Тази висока температура може да окаже влияние върху качеството на изолацията на CB.

Контактите на CB също преживяват висока температура. Термалните напрежения на контактите на CB са пропорционални на I2Rt, където R е съпротивлението на контакта, зависи от контактното натискане и състоянието на контактната повърхност. I е rms стойността на краткосрочния ток, а t е продължителността, за която краткосрочният ток е протекъл през контактите.

След инициирането на дефекта, краткосрочният ток остава, докато прекъсващият модул на CB, го прекъсне. Следователно, времето t е време за прекъсване на автомата. Тъй като това време е много малко, в масштаба на милисекунди, се приема, че цялото произведено при дефекта топло се абсорбира от проводника, тъй като няма достатъчно време за конвекция и радиация на топлината.
Температурното повишение може да бъде определено с формулата,

Където, T е температурното повишение в секунда в градуси Целзий.
I е токът (rms симетричен) в Ампери.
A е поперечният профил на проводника.
ε е температурният коефициент на съпротивлението на проводника при 20oC.

Както ни е известно, алюминиевите проводници над 160oC губят своята механична устойчивост и стават меки, затова е желателно да се ограничи температурното повишение под тази температура. Това изискване всъщност определя допустимото температурно повишение при кратко замыкание. Този лимит може да бъде постигнат чрез контрол на времето за прекъсване на CB и правилно проектиране на размерите на проводника.

Сила при кратко замыкание

Електромагнитната сила, развиваща се между две успоредни токови проводници, се дава с формулата,

Където, L е дължината на двата проводника в инч.
S е разстоянието между тях в инч.
I е токът, който протича през всеки от проводниците.

Експериментално е доказано, че електромагнитната сила при кратко замыкание е максимална, когато стойността на краткосрочния ток I, е 1.75 пъти по-голяма от началната rms стойност на симетричната вълна на краткосрочния ток.

Въпреки това, в определени обстоятелства е възможно да се развият сили, по-големи от тези, например, в случая на много жестки шини или поради резонанс в случая на шини, склонни към механична вибрация. Експериментите също са показали, че реакциите, произведени в нерезонираща конструкция от алтернативен ток в момента на прилагане или премахване на силите, могат да надхвърлят реакциите, изпитани докато токът протича.

Следователно е препоръчително да се грешка на страната на безопасността и да се предвидят всички случайности, за които трябва да се вземе предвид максималната сила, която може да се развие от началната върха на асиметричния краткосрочен ток. Тази сила може да се приеме, че има стойност, която е два пъти по-голяма от тази, изчислена от горната формула.

Формулата е строго полезна за проводници с кръгов поперечен профил. Въпреки че L е крайна дължина на частите от проводниците, които бягат паралелно един до друг, формулата е подходяща само там, където общата дължина на всеки проводник се приема за безкрайна.

В практически случаи общата дължина на проводника не е безкрайна. Също така се има предвид, че, плътността на потока близо до краищата на токовия проводник е значително различна от средната му част.

Следователно, ако използваме горната формула за кратък проводник, силата, която ще бъде изчислена, ще бъде много по-висока от реалната.

Вижда се, че тази грешка може значително да бъде елиминирана, ако използваме термина,

вместо L/S в горната формула.
Формулата след това става,

Формулата, представена от уравнение (2), дава без грешка резултат, когато отношението L/S е по-голямо от 20. Когато 20 > L/S > 4, формула (3) е подходяща за безгрешен резултат.
Ако L/S < 4, формула (2) е подходяща за безгрешен резултат. Горните формули са приложими само за проводници с кръгов поперечен профил. Но за проводници с правоъгълен поперечен профил, формулата трябва да има някакъв корекционен фактор. Да кажем, че този фактор е K. Следователно, горната формула в крайна сметка става,
Въпреки че ефектът от формата на поперечния профил на проводника бързо намалява, ако разстоянието между проводника увеличава стойността на K, той е максимален за лентовиден проводник, чиято дебелина е много по-малка от ширината му. K е пренебрежим, когато формата на поперечния профил на проводника е напълно квадратна. K е единица за напълно кръгов поперечен профил на проводника. Това е вярно както за стандартния, така и за удален контрол автомат.

Заявление: Почитайте оригинала, добри статии са за споделяне, ако има нарушение на правата, моля се обратете за изтриване.